조선시대 상평통보의 성분 조성과 미세조직을 통한 재료학적 특성 연구 Study on the Materials Characteristics of Sangpyeongtongbo Coins in Joseon Dynasty Using Chemical Compositions and Microstructures원문보기
주전소와 주전 시기가 다른 상평통보 25점을 확보하여 성분 조성 및 주전 방법을 알아보았다. 상평통보의 성분 분석 결과, 주성분은 Cu, Zn, Pb이며 일부 시료에서는 Sn, Fe가 함유되어 있다. 그러나 각 상평통보의 성분 조성은 일정하지 않으며 편차가 크다. 또한, 주전 시기에 따라 Cu와 Sn은 후대로 갈수록 감소하였고, Zn과 Pb는 전시기에 걸쳐 꾸준히 높게 함유되어 있다. 이러한 성분 함량의 차이는 당시 주전 이익과 관련이 깊은 것으로 판단된다. 미세조직 관찰 결과, 상평통보 25점은 수지상 조직, 입상조직, 미립화 조직 등 다양한 조직 형태가 확인된다. 그러나 열처리나 가공의 흔적이 관찰되지 않아 모두 주조 조직으로 판단되며, 일부 상평통보에 함유된 Sn, Fe 성분과 냉각 속도 차이에 의해 서로 다른 형태의 조직이 성장한 것으로 확인된다.
주전소와 주전 시기가 다른 상평통보 25점을 확보하여 성분 조성 및 주전 방법을 알아보았다. 상평통보의 성분 분석 결과, 주성분은 Cu, Zn, Pb이며 일부 시료에서는 Sn, Fe가 함유되어 있다. 그러나 각 상평통보의 성분 조성은 일정하지 않으며 편차가 크다. 또한, 주전 시기에 따라 Cu와 Sn은 후대로 갈수록 감소하였고, Zn과 Pb는 전시기에 걸쳐 꾸준히 높게 함유되어 있다. 이러한 성분 함량의 차이는 당시 주전 이익과 관련이 깊은 것으로 판단된다. 미세조직 관찰 결과, 상평통보 25점은 수지상 조직, 입상조직, 미립화 조직 등 다양한 조직 형태가 확인된다. 그러나 열처리나 가공의 흔적이 관찰되지 않아 모두 주조 조직으로 판단되며, 일부 상평통보에 함유된 Sn, Fe 성분과 냉각 속도 차이에 의해 서로 다른 형태의 조직이 성장한 것으로 확인된다.
This study attempted to review the chemical composition of 25 samples of Sangpyeongtongbo having different manufacturing place and period, and then to find the manufacturing method. As a result of chemical composition analysis of Sangpyeongtongbo, main components include Cu, Zn and Pb, and some samp...
This study attempted to review the chemical composition of 25 samples of Sangpyeongtongbo having different manufacturing place and period, and then to find the manufacturing method. As a result of chemical composition analysis of Sangpyeongtongbo, main components include Cu, Zn and Pb, and some samples contained Sn and Fe. But, the chemical composition of each Sangpyeongtongbo varied with big differences. When the main content change was examined, Cu and Sn became decreased at the later period, and Zn and Pb had higher contents. The difference in the ingredient content had close relation for the profit of Sangpyeongtongbo. When refined microstructure was observed, 25 kinds of Sangpyeongtongbo had developed different types of microstructure such as dendrite, large grain and grain refinement. But, 25 kinds of Sangpyeongtongbo had no heat treatment processing. And, the types of microstructure were difference, which seems because different microstructure was developed due to the difference of Sn and Fe and cooling speed in Sangpyeongtongbo.
This study attempted to review the chemical composition of 25 samples of Sangpyeongtongbo having different manufacturing place and period, and then to find the manufacturing method. As a result of chemical composition analysis of Sangpyeongtongbo, main components include Cu, Zn and Pb, and some samples contained Sn and Fe. But, the chemical composition of each Sangpyeongtongbo varied with big differences. When the main content change was examined, Cu and Sn became decreased at the later period, and Zn and Pb had higher contents. The difference in the ingredient content had close relation for the profit of Sangpyeongtongbo. When refined microstructure was observed, 25 kinds of Sangpyeongtongbo had developed different types of microstructure such as dendrite, large grain and grain refinement. But, 25 kinds of Sangpyeongtongbo had no heat treatment processing. And, the types of microstructure were difference, which seems because different microstructure was developed due to the difference of Sn and Fe and cooling speed in Sangpyeongtongbo.
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문제 정의
따라서 상평통보의 미세조직 분석을 통해 주전 방법을 추정해보고자 하였다. 미세조직은 성분 조성비, 냉각 속도, 열처리 등에 의해 다양한 상이 나타나며, 성분 조성이 유사 함에도 조직이 다르게 확인된다면 열처리 등 다른 방법이 적용된 것으로 볼 수 있다.
본 연구에서는 상평통보의 성분 조성에 영향을 미쳤던 요인을 살펴보고자 주전 시기에 따른 주성분의 함량 변화를 살펴보았다. 또한 주전 방법을 알아보고자 미세조직 분석을 시행하였으며 연구 결과는 다음과 같다.
이에 본 연구에서는 상평통보의 주전 원료 및 주전 방법을 추정하기 위하여 주전소 및 주전 시기가 다른 상평통보 25점에 대하여 미세조직 및 SEM-EDS 분석을 시행하였으며, 이를 통해 조선시대의 주전 기술을 밝히는데 기초자료를 제시하고자 하였다.
제안 방법
25점의 상평통보는 미세조직 분석을 위하여 시료를 채취해 에폭시 수지로 마운팅하였다. 마운팅한 시료는 200, 400, 800, 1200, 1500, 2000, 4000mesh의 순서로 거친 연마를 실시한 뒤, 연마제(DP-suspension P 3μm, 1 μm, Struers)로 미세연마를 실시하였다.
시료의 표면을 백금 코팅하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, MIRA3, TESCAN, Czech)으로 미세조직 및 개재물을 관찰하였다. 개재물의 성분은 에너지 분산형분광계(Energy Dispersive Spectrometer, QUANTA300, BRUKER, Germany)를 이용하여 분석하였으며, 상평통보의 성분 조성은 EDS를 통해 면분석하여 알아보았다. 시료의 위치에 따라 일정 성분이 편석되어 있을 가능성이 있으므로 서로 다른 부분을 3회 이상 면분석하여 평균값으로 나타내었다.
본 연구에서는 상평통보의 성분 조성에 영향을 미쳤던 요인을 살펴보고자 주전 시기에 따른 주성분의 함량 변화를 살펴보았다. 또한 주전 방법을 알아보고자 미세조직 분석을 시행하였으며 연구 결과는 다음과 같다.
마운팅한 시료는 200, 400, 800, 1200, 1500, 2000, 4000mesh의 순서로 거친 연마를 실시한 뒤, 연마제(DP-suspension P 3μm, 1 μm, Struers)로 미세연마를 실시하였다.
상평통보의 주전 원료에 대해 알아보기 위하여 성분 분석을 하였으며, 결과는 Table 1과 같다. 분석 결과, 상평통 보의 주성분은 Cu, Zn, Pb이며, 일부 시료에는 Sn, Fe가 함유되어 있다.
개재물의 성분은 에너지 분산형분광계(Energy Dispersive Spectrometer, QUANTA300, BRUKER, Germany)를 이용하여 분석하였으며, 상평통보의 성분 조성은 EDS를 통해 면분석하여 알아보았다. 시료의 위치에 따라 일정 성분이 편석되어 있을 가능성이 있으므로 서로 다른 부분을 3회 이상 면분석하여 평균값으로 나타내었다.
시료의 표면을 백금 코팅하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, MIRA3, TESCAN, Czech)으로 미세조직 및 개재물을 관찰하였다. 개재물의 성분은 에너지 분산형분광계(Energy Dispersive Spectrometer, QUANTA300, BRUKER, Germany)를 이용하여 분석하였으며, 상평통보의 성분 조성은 EDS를 통해 면분석하여 알아보았다.
마운팅한 시료는 200, 400, 800, 1200, 1500, 2000, 4000mesh의 순서로 거친 연마를 실시한 뒤, 연마제(DP-suspension P 3μm, 1 μm, Struers)로 미세연마를 실시하였다. 연마가 완료된 시료는 부식액(FeCl3 + HCl + Ethyl Alcohol)을 이용하여 부식시켰으며, 금속현미경(Metallurgical Microscope, Leica, DM2500M)으로 조직을 관찰하였다.
대상 데이터
1. 연구 대상
상평통보의 주전 원료 및 주전 방법을 알아보기 위하여 어영청, 호조, 총융청, 훈련도감, 균역청 등 5곳의 중앙관청에서 주전된 상평통보 25점을 시료로 확보하였다
. 각 상평 통보의 주전 시기는 17세기 말부터 19세기까지 다양하며, 세부적인 사항은 Table 1과 같다.
주전 시기가 명확하지 않은 시료 6점을 제외한 19점을 대상으로 작성하였으며, 제외된 시료는 주전 시기가 1692∼1752년, 1742∼ 1752년에 주전된 상평통보 6점이다(Table 1).
성능/효과
이상의 연구 결과를 통해 그룹 A~D에 포함되는 17점의 상평통보는 모두 주조에 의해 주전되었으며 합금 조성 및 냉각 속도에 의해 조직이 다르게 성장한 것으로 판단된다.그룹 A~D에 포함되지 않는 8점의 상평통보 또한 열처리가 관찰되지 않으므로 일반적인 주조 공정에 의해 주전된 것으로 판단되며, 상평통보에 함유된 Sn, Fe 성분과 냉각 속도에 의해 조직의 형태가 다르게 성장한 것으로 판단된다.
미세조직 관찰 결과, 대체로 균일한 α상이 관찰되며 납 편석물과 황화물 계열의 개재물이 다량 관찰된다.
Figure 7은 어영청에서 주전된 상평통보(YE-2)의 미세조직 및 SEM 사진이다. 미세조직 관찰 결과, 비교적 조대한 결정립이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 결정립계 에는 주로 큰 납 편석물이 관찰되며, 결정립계 내에는 작은원형의 납 편석물이 관찰된다.
Figure 5는 균역청에서 주전된 상평통보(KY-1)의 미세 조직과 SEM 사진이다. 미세조직 관찰 결과, 전체적으로 미세한 수지상 조직이 관찰되며, 수지상간 영역에는 황화물 계열의 개재물과 납이 편석되어 있다. Figure 5b의 분석지점 2는 S 성분이 27.
상평통보의 주전 원료에 대해 알아보기 위하여 성분 분석을 하였으며, 결과는 Table 1과 같다. 분석 결과, 상평통 보의 주성분은 Cu, Zn, Pb이며, 일부 시료에는 Sn, Fe가 함유되어 있다. 상평통보의 성분 조성이 주전소 또는 주전 시기와 어떠한 상관관계를 갖는지 알아보기 위하여 Figure 1, 2와 같이 그래프를 작성하였다.
Figure 11b의 분석지점 1은 상평통보 HO-5에 포함된 합금의 전체 함량을 면분석한 결과이다. 분석결과, Cu 성분은 66.69%, Zn 성분은 27.0%, Pb 성분은 2.5%로 확인된다(Table 10). 그룹 D의 3점은 HO-5와주성분 함량에서 차이를 보이지만 동일한 형태의 조직이 관찰된다.
, 1997 ; Hermann Schumann and Heinrich Oettel, 2009). 성분분석 결과, HO-4와 YE-4의 Sn 함량은 각각 5.88wt.%와 7.
이상의 연구 결과를 통해 그룹 A~D에 포함되는 17점의 상평통보는 모두 주조에 의해 주전되었으며 합금 조성 및 냉각 속도에 의해 조직이 다르게 성장한 것으로 판단된다.그룹 A~D에 포함되지 않는 8점의 상평통보 또한 열처리가 관찰되지 않으므로 일반적인 주조 공정에 의해 주전된 것으로 판단되며, 상평통보에 함유된 Sn, Fe 성분과 냉각 속도에 의해 조직의 형태가 다르게 성장한 것으로 판단된다.
주전 시기에 따른 주성분의 함량 변화를 살펴본 결과, Cu와 Sn은 후대로 갈수록 감소하였고, Zn과 Pb는 전시기에 걸쳐 다량으로 함유되어 있다. Cu의 감소는 상평통보주전 당시의 동 수급 문제와 깊은 관련이 있는 것으로 판단되며 Cu와 Sn의 함량을 감소시키는 대신 후대로 갈수록 Zn과 Pb의 함량을 증가시켰을 가능성이 높다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상평통보의 성분은 주전 시기와 어떤 관계가 있는가?
그러나 각 상평통보의 성분 조성은 일정하지 않으며 편차가 크다. 또한, 주전 시기에 따라 Cu와 Sn은 후대로 갈수록 감소하였고, Zn과 Pb는 전시기에 걸쳐 꾸준히 높게 함유되어 있다. 이러한 성분 함량의 차이는 당시 주전 이익과 관련이 깊은 것으로 판단된다. 미세조직 관찰 결과, 상평통보 25점은 수지상 조직, 입상조직, 미립화 조직 등 다양한 조직 형태가 확인된다.
상평통보란 무엇인가?
상평통보는 1678년(숙종 4) 발행된 이래로 19세기 말 근대적 화폐인 압인화(壓印貨)가 도입되기 전까지 약 200년간 전국적으로 통용되었던 조선시대의 대표적인 화폐이다. 상평통보가 발행되기 이전에도 고려 및 조선 전기의 여러 왕조에서 화폐유통 정책을 시도하였지만 조선 후기에 와서야 비로소 전국적으로 통용되어 그 의의가 크다(Jang, 2003 ; Currency Department of the Bank of Korea, 2006).
상평통보의 주성분은?
주전소와 주전 시기가 다른 상평통보 25점을 확보하여 성분 조성 및 주전 방법을 알아보았다. 상평통보의 성분 분석 결과, 주성분은 Cu, Zn, Pb이며 일부 시료에서는 Sn, Fe가 함유되어 있다. 그러나 각 상평통보의 성분 조성은 일정하지 않으며 편차가 크다.
참고문헌 (15)
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